Kinetis(K系列)属于Cortex-M4F构架,自带ARM CMSIS中的DSP函数库, 一部分K系列中带有硬件浮点运算单元(型号中带有"F"的),支持浮点指令集,因此在处理数学运算时能比M0/M3高出数十倍甚至上百倍的性能,但是要充分发挥FPU的数学性能,除了#include “arm_math.h”(而非用编译器自带的math.h)以外,(arm_math.h位于\Libraries\CMSIS\Include文件夹)还需要进行设置。
1、在工程中添加库
根据使用的器件和运算模式,添加arm_cortexMxx_math.lib到工程文件中,位于\Libraries\CMSIS\Lib\ARM中。
* The library installer contains prebuilt versions of the libraries in the <code>Lib</code> folder.
* - arm_cortexM4lf_math.lib (Little endian and Floating Point Unit on Cortex-M4)
* - arm_cortexM4bf_math.lib (Big endian and Floating Point Unit on Cortex-M4)
* - arm_cortexM4l_math.lib (Little endian on Cortex-M4)
* - arm_cortexM4b_math.lib (Big endian on Cortex-M4)
* - arm_cortexM3l_math.lib (Little endian on Cortex-M3)
* - arm_cortexM3b_math.lib (Big endian on Cortex-M3)
* - arm_cortexM0l_math.lib (Little endian on Cortex-M0)
* - arm_cortexM0b_math.lib (Big endian on Cortex-M3)
我的 IDE是 Keil5.11. 使用的是 MK60DN512ZVL10 无FPU, 选用超核固件库,小端模式,所以选arm_cortexM4l_math.lib
2、ARM DSP库工程结构
下图所示为DSP_Lib的文件结构 3、函数库基本功能
BasicMathFunctions
提供浮点数的各种基本运算函数,如加减乘除等运算。对于M0/M3只能用Q运算,即文件夹下以_q7、_q15和_q31结尾的文件;而M4F能直接硬件浮点计算,属于文件夹下以_f32结尾的文件。
CommonTables
arm_common_tables.c文件提供位翻转或相关参数表。
ComplexMathFunctions
复述数学功能,如向量处理,求模运算的。
ControllerFunctions
控制功能,主要为PID控制函数。arm_sin_cos_f32/-q31.c函数提供360点正余弦函数表和任意角度的正余弦函数值计算功能。
FastMathFunctions
快速数学功能函数,提供256点正余弦函数表和任意任意角度的正余弦函数值计算功能,和Q值开平方运算:
Arm_cos_f32/_q15/_q31.c:提供256点余弦函数表和任意角度余弦值计算功能。
Arm_sin_f32/_q15/_q31.c:提供256点正弦函数表和任意角度正弦值计算功能。
Arm_sqrt_q15/q31.c:提供迭代法计算平方根的函数。对于M4F的平方根运算,通过执行VSQRT指令完成。
FilteringFunctions
滤波函数功能,主要为FIR和LMS(最小均方根)滤波函数。
MatrixFunctions
矩阵处理函数。
StatisticsFunctions
统计功能函数,如求平均值、计算RMS、计算方差/标准差等。
SupportFunctions
支持功能函数,如数据拷贝,Q格式和浮点格式相互转换,Q任意格式相互转换。
TransformFunctions
变换功能。包括复数FFT(CFFT)/复数FFT逆运算(CIFFT)、实数FFT(RFFT)/实数FFT逆运算(RIFFT)、和DCT(离散余弦变换)和配套的初始化函数。
4、牛刀小试
如下图,添加好DSP库后,立马试验了一个开根号的小函数,用串口终端输出,精度还不错 哈哈。这些在高校搞科研的同学们有的玩啦.~~ 论文里可以大把大把的特书大书啦 哈哈
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